Rodzaje tłoków silników spalinowych. Tłok jest częścią silnika samochodowego

Najbardziej znany i szeroko stosowany na całym świecie urządzenia mechaniczne Czy silniki? wewnętrzne spalanie(dalej ICE). Ich asortyment jest szeroki, a różnią się one szeregiem cech, na przykład liczbą cylindrów, których liczba może wahać się od 1 do 24, wykorzystywanych przez paliwo.

Działanie tłokowego silnika spalinowego

Jednocylindrowy silnik spalinowy można uznać za najbardziej prymitywną, niezrównoważoną i o nierównym skoku, mimo że jest to punkt wyjścia w tworzeniu nowej generacji silników wielocylindrowych. Dziś wykorzystywane są w modelarstwie lotniczym, w produkcji narzędzi rolniczych, domowych i ogrodniczych. W przemyśle motoryzacyjnym są masowo wykorzystywane silniki czterocylindrowe i bardziej solidne urządzenia.

Jak to działa i z czego się składa?

Tłokowy silnik spalinowy ma złożoną strukturę i składa się z:

• Korpus, w skład którego wchodzi blok cylindrów, głowica cylindra;
• Mechanizm dystrybucji gazu;
• Mechanizm korbowy (dalej KShM);
• Szereg systemów pomocniczych.

KShM to łącznik pomiędzy energią uwalnianą podczas spalania mieszanki paliwowo-powietrznej (dalej FA) w cylindrze i wale korbowym, który zapewnia ruch pojazdu. System dystrybucji gazu odpowiada za wymianę gazową podczas pracy jednostki: dostęp tlenu atmosferycznego i zespołów paliwowych do silnika oraz terminowe usuwanie gazów powstałych podczas spalania.

Urządzenie najprostszego silnika tłokowego

Przedstawiono systemy pomocnicze:

• wlot, który dostarcza tlen do silnika;
• Paliwo, reprezentowane przez układ wtrysku paliwa;
• Zapłon, zapewniający iskrę i zapłon zespołów paliwowych do silników zasilanych benzyną (silniki wysokoprężne wyróżniają się samozapaleniem mieszanki z wysokich temperatur);
• System smarowania, który zmniejsza tarcie i zużycie współpracujących części metalowych za pomocą oleju maszynowego;
• Układ chłodzenia zapobiegający przegrzewaniu się części roboczych silnika, zapewniający cyrkulację specjalne płyny typ przeciw zamarzaniu;
• Układ wydechowy, który zapewnia odprowadzanie gazów do odpowiedniego mechanizmu, składającego się z zaworów wydechowych;
• Układ sterowania, który monitoruje pracę silnika spalinowego na poziomie elektronicznym.

Rozważany jest główny element roboczy w opisywanym węźle tłok silnika spalinowego,, który sam w sobie jest częścią prefabrykowaną.

Urządzenie tłokowe silnika spalinowego wewnętrznego spalania

Schemat działania krok po kroku

Działanie ICE opiera się na energii rozprężających się gazów. Są wynikiem spalania zespołów paliwowych wewnątrz mechanizmu. Ten proces fizyczny wymusza ruch tłoka w cylindrze. Paliwem w tym przypadku może być:

• Płyny (benzyna, olej napędowy);
• gazy;
• Tlenek węgla w wyniku spalania paliw stałych.

Praca silnika to ciągły zamknięty cykl, składający się z określonej liczby suwów. Najczęstsze ICE są dwojakiego rodzaju, różniące się liczbą uderzeń:

1. Dwusuwowy, wytwarzający kompresję i skok roboczy;
2. Czterosuwowy - charakteryzują się czterema etapami o tym samym czasie trwania: wlotowym, sprężającym, roboczym i końcowym - zwalniającym, oznacza to czterokrotną zmianę położenia głównego elementu roboczego.

Początek skoku zależy od położenia tłoka bezpośrednio w cylindrze:

• Górny martwy punkt (zwany dalej TDC);
• Dolny martwy punkt (zwany dalej BDC).

Studiując algorytm próbki czterosuwowej, możesz dokładnie zrozumieć zasada silnika samochodowego.

Zasada działania silnika samochodowego

Zasysanie odbywa się poprzez przejście z górnego martwego punktu przez całą wnękę cylindra z tłokiem roboczym z jednoczesnym wycofaniem zespołu paliwowego. Oparte na cechy konstrukcyjne, może wystąpić mieszanie wchodzących gazów:

• W kolektorze układ dolotowy, dotyczy to silników benzynowych z wtryskiem rozproszonym lub centralnym;
• W komorze spalania, w przypadku silnika wysokoprężnego, a także silnika na benzynę, ale z bezpośredni wtrysk.

Pierwszy środek przechodzi z otwartymi zaworami wlotu mechanizmu dystrybucji gazu. Liczba zaworów dolotowych i wydechowych, czas ich otwarcia, ich wielkość i stan zużycia to czynniki, które wpływają na moc silnika. Tłok w początkowej fazie kompresji jest umieszczony w BDC. Następnie zaczyna poruszać się w górę i ściskać zgromadzony zespół paliwowy do wielkości określonej przez komorę spalania. Komora spalania to wolna przestrzeń w cylindrze, która pozostaje pomiędzy jego szczytem a tłokiem u góry martwy środek.

Drugi środek polega na zamknięciu wszystkich zaworów silnika. Szczelność ich przyczepności bezpośrednio wpływa na jakość kompresji zespołu paliwowego i jego późniejsze spalanie. Wpływa również na jakość kompresji zespołów paliwowych duży wpływ poziom zużycia elementów silnika. Wyraża się w wielkości przestrzeni między tłokiem a cylindrem, w szczelności zaworów. Stopień sprężania silnika jest głównym czynnikiem wpływającym na moc silnika. Mierzy się go za pomocą specjalnego urządzenia, kompresometru.

Skok roboczy rozpoczyna się, gdy proces jest podłączony sytem zapłonu generowanie iskry. W tym przypadku tłok znajduje się w maksymalnym górnym położeniu. Mieszanina wybucha, gazy są uwalniane, tworząc wysokie ciśnienie krwi a tłok jest napędzany. Mechanizm korbowy z kolei aktywuje obrót wału korbowego, co zapewnia ruch samochodu. Wszystkie zawory systemów znajdują się w tym czasie w pozycji zamkniętej.

Takt ukończenia szkoły jest ostatnim w rozważanym cyklu. Wszystko zawory wydechowe są w pozycji otwartej, umożliwiając silnikowi „wydychanie” produktów spalania. Tłok powraca do punktu wyjścia i jest gotowy do rozpoczęcia nowego cyklu. Ten ruch przyczynia się do usunięcia system wydechowy a potem w środowisko, gazy odlotowe.

Schemat pracy silnika spalinowego, jak wspomniano powyżej, opiera się na cykliczności. Po szczegółowym rozważeniu, Jak to działa silnik tłokowy można podsumować, że sprawność takiego mechanizmu nie przekracza 60%. Procent ten wynika z faktu, że w danej chwili skok roboczy wykonywany jest tylko w jednym cylindrze.

Nie cała energia otrzymana w tym czasie jest kierowana na ruch samochodu. Część z nich przeznacza się na utrzymanie koła zamachowego w ruchu, które dzięki bezwładności zapewnia działanie samochodu podczas pozostałych trzech suwów.

Pewna ilość energii cieplnej jest mimowolnie zużywana na ogrzewanie mieszkania i spalin. Dlatego o mocy silnika samochodowego decyduje liczba cylindrów, a w konsekwencji tzw. objętość silnika, obliczona według pewnego wzoru jako całkowita objętość wszystkich pracujących cylindrów.

Tłoki muszą wytrzymać bardzo wysokie temperatury i wysokie ciśnienie we wszystkich czterech środkach. Test tłoków duże obciążenia zwłaszcza w ulepszonych i wyścigowych silnikach. Silnik z turbodoładowaniem, dmuchawy mechaniczne lub przez wstrzyknięcie podtlenku azotu, bardziej wymagającego pod względem wytrzymałości tłoka. Dodaj do tego możliwość eksplozji i prosisz o zbyt wiele tych ślimaków. Na wysokie forsowanie silnik, gdzie zadaniem jest osiągnięcie maksymalnej mocy, zastosowanie odlewanych tłoków nie wystarczy. Wszystkie części tłoka pokazano na poniższym rysunku.

Na przykład tłok silnika wysokoprężnego.

Produkcja tłoków

Zazwyczaj tłoki OEM są wykonane z precyzyjnego odlewanego stopu eutektycznego i są formułowane z wysoką zawartością krzemionki. Te tłoki są znacznie mocniejsze i bardziej stabilne niż konwencjonalne tłoki odlewane i mogą być używane do około 400 koni mechanicznych.

Kute tłoki mają bardziej złożoną technologię produkcji, ale mają również najlepsze cechy... W pierwszym kroku kawałek gorącego stopu aluminium jest kuty, a następnie obrabiany do kształtu. Kęs tłoka trafia do maszyny CNC, po czym uzyskuje się część o wysokiej precyzji. Kute tłoki są droższe głównie ze względu na dużą ilość odpadów oraz obróbkę CNC.

Te manekiny pokazują grubość metalu tłoka do pompowania turbosprężarki (po lewej) i wtrysku podtlenku azotu (po prawej).

Budowa silnika zaprojektowanego do wysokich stopni sprężania lub pod ciśnieniem wykorzystuje kute tłoki, które lepiej wytrzymują wysokie temperatury i ciśnienia.

Pionowe odpowietrzniki gazowe

Te małe, pionowe otwory w dnie tłoka na całym obwodzie umożliwiają przenikanie ciśnienia spalania przez pierwszy pierścień dociskowy. Zwiększa to szczelność komory spalania, ale również zwiększa zużycie pierścienia (nacisk silnie dociska pierścień do ścianek cylindra). Podczas pracy, oprócz skoku, pierwszy pierścień dociskowy jest poddawany normalnemu ciśnieniu, jak w konwencjonalny tłok i odpowiednio mniejsza siła tarcia, w rzeczywistości w tych trybach nie ma potrzeby silnego dociskania pierścienia do cylindra.

Takie obwody tłokowe są często używane w wyścigach drag.

Pionowe otwory, ze względu na nacisk skoku, umożliwiają dociśnięcie górnego pierścienia dociskowego do cylindra w celu lepszego uszczelnienia.

Boczne otwory gazowe w rowkach pierścieni

Te bardzo płytkie wgłębienia wykonane są w górnej części górnego rowka pierścienia tłokowego na całym obwodzie tłoka, co umożliwia dociskanie pierścienia przez gaz do dolnej płaszczyzny rowka pierścienia tłokowego i tym samym zwiększenie szczelności.

Ten typ jest często używany w wyścigach na torze.

Płytkie rowki od górnego pierścienia do krawędzi dna tłoka - górna strefa.

Grube rowki, z których niektóre tworzą ledwo widoczną strefę ciepła.

Niektóre tłoki mają szereg wąskich rowków wokół tłoka między pierwszym pierścieniem dociskowym a dolną krawędzią tłoka. Te wgłębienia mają na celu zmniejszenie powierzchni styku z cylindrem, gdy tłok znajduje się w górnej części lub dno martwe punkt. Rowki te służą również do gaszenia płomienia przy podejściu do pierścienia.

Rowek kompensacyjny

Na środniku pomiędzy pierścieniami dociskowymi wykonany jest rowek rozprężny. Wgłębienie to tworzy dodatkową objętość dla gazów uciekających przez pierwszy pierścień, zmniejszając tym samym ciśnienie między pierścieniami, a to zapewnia mniejsze drgania pierwszego pierścienia, lepiej zatrzymywany na dnie jego rowka przy zachowaniu szczelności komory spalania.

Sprawdź również następujące materiały cechy konstrukcyjne

1. Wymień elementy tłoka i wyjaśnij ich przeznaczenie, wyjaśnij warunki pracy tłoka.

W konstrukcji tłoka zwyczajowo rozróżnia się następujące elementy:

głowica 1 i fartuch 2. Głowica zawiera dno 3, ogień (ciepło) 4 i

uszczelnienie 5 pasów. Płaszcz tłoka składa się z występów i części prowadzącej.

Złożona konfiguracja tłoka, szybko zmieniająca się pod względem wielkości i kierunku, strumienie ciepła oddziałujące na jego elementy prowadzą do nierównomiernego rozkładu temperatur w całej jego objętości, a w konsekwencji do znacznych, zmiennych w czasie lokalnych naprężeń i odkształceń termicznych

Ciepło dostarczane do tłoka przez jego głowicę, która styka się z płynem roboczym w cylindrze silnika, odprowadzane jest do układu chłodzenia poprzez jego poszczególne elementy w następującym stosunku,%: do chłodzonej ścianki cylindra poprzez pierścienie dociskowe - 60 ... 70, przez płaszcz tłoka - 20 ... 30, do układu smarowania przez wewnętrzną powierzchnię dna tłoka - 5 ... 10. Tłok pochłania również część ciepła wytwarzanego przez tarcie między cylindrem a zespołem tłoków.

Główne elementy konstrukcyjne tłoka

Pierwszy rowek pierścienia dociskowego

Drugi rowek pierścienia dociskowego

Zworki między pierścieniami

Rowek pod pierścień zgarniający olej

Próbka do spuszczania oleju

"Lodówka"

Spódnica tłokowa

Przypnij szefa

Odciążanie pobierania próbek

Rowek na pierścień ustalający

Otwór na palec

Spódnica tłokowa

Głowica tłoka

Wkładka nirezistowska

Wnęka chłodzona olejem

Komora spalania

Wypieracz stożka

Dno tłoka

Tłok jest jedną z najważniejszych części silnika spalinowego. Przenosi energię spalania przez sworzeń i korbowód na wał korbowy. Wraz z pierścieniami uszczelnia cylinder przed wnikaniem produktów spalania do skrzyni korbowej. Podczas pracy tłok poddawany jest dużym obciążeniom mechanicznym i termicznym.

Maksymalne ciśnienie w cylindrze, które występuje podczas spalania mieszanki paliwowo-powietrznej, może osiągnąć 65-80 bar w silniku benzynowym i 80-160 bar w silniku wysokoprężnym. Odpowiada to sile kilku ton działającej na tłok silnika samochodowego i kilkudziesięciu ton na tłok ciężkiego silnika wysokoprężnego.

Podczas pracy tłok porusza się ruchem posuwisto-zwrotnym, okresowo przyspieszając do prędkości ponad 100 km / h, a następnie zwalniając do zera. Cykl ten występuje przy dwukrotnej prędkości wału korbowego, tj. przy 6000 obr./min cykl przyspieszania i hamowania odbywa się z częstotliwością 200 Hz.

Maksymalna wartość przyspieszeń przypadających na górny i dolny martwy punkt może osiągnąć 15000-20000 m/s2, co odpowiada przeciążeniu 1500-2000g. Wystrzeliwując rakietę w kosmos, astronauta doświadcza krótkotrwałych przeciążeń 150 razy mniej. W wyniku działania przyspieszeń powstają siły bezwładności o wielkości proporcjonalnej do tych, które działają pod wpływem ciśnienia podczas spalania.

Spalanie mieszanki paliwowo-powietrznej następuje w temperaturze 1800-2600 °C. Temperatura ta jest znacznie wyższa niż temperatura topnienia stopu tłoka na bazie aluminium (~700°C). Aby nie stopić się, tłok musi być skutecznie chłodzony poprzez przenoszenie ciepła z komory spalania przez pierścienie, płaszcz, ścianki cylindra, sworzeń i wewnętrzną powierzchnię chłodziwa i oleju. Gdy tłok jest rozgrzany, zmniejsza się wytrzymałość materiału, powstają naprężenia cieplne od spadków temperatury wzdłuż jego korpusu, które nakładają się na naprężenia od sił ciśnienia gazu i sił bezwładności. Tak więc warunki pracy tłoka można określić jako bardzo trudne.

Aby tłok mógł wytrzymać te wpływy, musi być lekki, wytrzymały, odporny na zużycie i dobrze przewodzić ciepło. Wszystko wymienione warunki muszą być uwzględnione w projekcie. Kształt powierzchni wewnętrznych i elementów konstrukcyjnych tłoka musi zapewniać określoną wytrzymałość i wydajność dzięki racjonalnemu rozmieszczeniu i wykorzystaniu materiału.

Szczególną uwagę zwrócono na kształt powierzchni zewnętrznej. Zewnętrzny profil powierzchni bocznej tłoka jest uformowany z uwzględnieniem odkształceń spowodowanych obciążeniami mechanicznymi (ciśnienie gazu i siły bezwładności) i ekspozycja na ciepło ze spalania mieszanki paliwowo-powietrznej w taki sposób, że w żadnym wypadku nie zakleszczy się w cylindrze, nastąpi przebicie gorących gazów do skrzyni korbowej i wypalenie komory spalania.

Temperatura tłoka w obszarze komory spalania (na dnie) jest wyższa niż na osłonie, rozszerzalność temperaturowa głowicy jest większa niż osłony, dlatego tłok w stanie zimnym jest beczkowy- w kształcie, ze zmniejszeniem średnicy od spódnicy do głowy.

Ciśnienie gazu, siły bezwładności i siły boczne odkształcają tłok tak, że płaszcz ulega owalizacji. Aby skompensować to odkształcenie, tłok jest początkowo wykonany z „przeciwelipsą”, której główna oś jest prostopadła do osi otworu na kołek.

Aby zapobiec hałasowi, zwłaszcza przy zimnym silniku, luzy między tłokiem a cylindrem należy ograniczyć do minimum. Ale muszą być wystarczające, aby zapobiec zatarciu, gdy silnik jest ciepły.

Baryłkowaty i owalny kształt powierzchni zewnętrznej, oprócz kompensacji odpowiednich odkształceń spowodowanych działaniem siły i ciepła, zapewnia tworzenie filmu olejowego między tłokiem a cylindrem (smarowanie hydrodynamiczne)

Cechy konstrukcyjne tłoka

Szczegóły konstrukcji tłoka pozwolą lepiej zrozumieć złożoność wyzwań stojących przed producentami.

Głowica tłoka to górna część tłoka, która obejmuje dno i obszar rowków pierścienia tłokowego. Wraz z głowicą cylindra denka tłoka tworzy komorę spalania. Komora spalania może być również wykonana w głowicy. Na dole działają ciśnienie gazu i ciepło ze spalania paliwa. Głowica tłoka musi:

Zapewnij dobre tworzenie mieszanki i całkowite spalenie paliwa;

Utrzymuj wytrzymałość w wysokich temperaturach;

Zapewnij odprowadzanie ciepła od spodu;

Przenieś siłę na sworzeń tłokowy i korbowód przez występy;

Zapewnij określony zasób na zużycie rowków na pierścienie tłokowe.

V silniki Diesla przy wtrysku bezpośrednim komora spalania zwykle znajduje się w tłoku i ma duży wpływ na procesy tworzenia i spalania mieszanki.

W silnikach wysokoprężnych z wtryskiem do komory wstępnej i silnikach benzynowych denka tłoka jest płaska lub ma małe szczeliny.

Aluminiowe głowice tłoków mogą być anodowane (nałożona ochronna powłoka tlenkowa). W silnikach wysokoprężnych komora spalania może być wzmocniona włóknem spiekanym podczas formowania wtryskowego.

Rowki pierścieni tłokowych znajdują się z boku głowicy tłoka. Zazwyczaj są trzy z nich: dwa do kompresji i jeden do pierścieni zgarniających olej. Pierścienie tłokowe tworzą uszczelnienie między tłokiem a ścianą cylindra, zapobiegając przedostawaniu się gorących gazów do skrzyni korbowej i przedostawaniu się oleju do komory spalania.

Mostki między rowkami (zwłaszcza między pierwszym a drugim dla pierścieni zaciskowych) poddawane są dużym obciążeniom mechanicznym i termicznym – 50-60% ciepła odprowadzane jest do cylindra przez pierścienie zaciskowe.

Nierównomierne nagrzewanie się i rozszerzalność cieplna głowicy może spowodować zniekształcenie rowków. Wpływa to negatywnie na zużycie oleju i powoduje zużycie ścianki cylindra oraz samego rowka. Aby wyeliminować to zjawisko, rowki pierścieniowe wykonuje się pod niewielkim kątem, dzięki czemu krawędzie zewnętrzne są wyższe niż krawędzie wewnętrzne. Zapobiega to pojawieniu się niepożądanego nachylenia przekroju poprzecznego rowka w warunkach pracy.

Górne rowki pierścienia dociskowego są szczególnie wymagające, zwłaszcza w silnikach wysokoprężnych z wysoki stopień kompresja. W celu hartowania rowki te są często wzmacniane specjalnymi wkładkami wykonanymi z ni-resist (żeliwa stopowego niklu) lub strefa rowka jest hartowana przez przetapianie plazmowe z dodatkiem składników stopowych. Środki te zwiększają trwałość i zmniejszają hałas w silniku wysokoprężnym.

Dostępne są najpopularniejsze typy płytek równoległych i stożkowych. Istnieją wkładki ni-resist z pojedynczym rowkiem lub, w niektórych wysokowydajnych silnikach wysokoprężnych, z dwoma rowkami na pierścienie zaciskowe. Czasami do dolnej powierzchni końcowej rowka pierwszego pierścienia dociskowego przymocowany jest pasek ze stali nierdzewnej, który pełni taką samą funkcję jak wkładka ni-resist.

Podczas pracy przez sworzeń tłokowy przenoszone są znaczne zmienne siły i strumienie ciepła. Dlatego powierzchnie otworów na czop w tłoku muszą być obrabiane z dużą precyzją, a chropowatość powierzchni może sięgać 0,1 μm. Aby zmniejszyć naprężenia na krawędziach występów i kołka, czasami od wewnętrznej strony otworów wykonuje się stożek o małym kącie (mniej niż 1 stopień).

Ważną techniką projektową mającą na celu zmniejszenie hałasu występującego podczas przesuwania tłoka w pobliżu górnego martwego punktu jest przesunięcie otworu sworznia z osi tłoka w kierunku boku płaszcza tłoka, który otrzymuje siłę boczną podczas suwu roboczego . W takim przypadku należy nałożyć znak na tłok, aby poprawna instalacja do silnika.

Powłoka

Aby poprawić osiągi tłoków w silniku, ich powierzchnię często poddaje się różnego rodzaju obróbce, w szczególności nakłada się na nią powłoki. Powłoki te spełniają dwie główne funkcje:

Ulepszone docieranie tłoka. Zazwyczaj nakłada się je na osłonę i po pewnym czasie zużywają się w fazie docierania silnika;

Poprawa właściwości mechanicznych powierzchni tłoka (twardość, odporność na zużycie). Niektóre powłoki pozostają na tłoku do końca życia, zapobiegając erozji, pękaniu i poprawiając właściwości przeciwcierne.

Główki tłoków Diesla są czasami anodowane (powlekane tlenkiem aluminium) w celu obniżenia temperatury materiału bazowego i ryzyka pęknięcia głowicy spowodowanego dużymi obciążeniami termicznymi podczas pracy.

2. Urządzenie i zasada działania dystrybucyjnej pompy wtryskowej.

Pompa ta stosowana jest do 3, 4, 5 i 6 cylindrowych silników wysokoprężnych samochodów osobowych, ciągników i ciężarówek o mocy do 20 kW na cylinder. Pompy dystrybucyjne do silników z wtryskiem bezpośrednim zapewniają ciśnienie do 700 bar przy prędkościach do 2400 min-1.

Pompa zalewania paliwa
Ta pompa łopatkowa służy do podawania paliwa ze zbiornika i wraz z zaworem regulującym ciśnienie wytwarza ciśnienie, które wzrasta wprost proporcjonalnie do prędkości obrotowej. wał korbowy silnik.

Pompa wysokiego ciśnienia
Pompa dystrybucyjna zawiera tylko jeden zestaw nurnik / tuleja do zasilania wszystkich cylindrów tłokowych. Dlatego system nazywa się ...

Tak więc naszym pierwszym zadaniem jest zrozumienie, co to jest silnik. Wynikiem pracy silnika jest obecność momentu obrotowego na jego wał korbowy.

Silnik składa się z dwa mechanizmy:

1- Korba- korbowód mechanizm (KShM, mechanizm korbowy) przeznaczony do zamiany ruchu posuwisto-zwrotnego tłoka w cylindrze na ruch obrotowy wału korbowego silnika.

2 — Mechanizm dystrybucji gazu (czas, mechanizm dystrybucji gazu) zaprojektowany z myślą o terminowej dostawie silnika mieszanina palna, a także do uwalniania spalin.

W tej części przeanalizujemy te części silnika, które odnoszą się do KShM. Patrząc w przyszłość, przeczytam całą listę tych części, które się składają KSzM.

Więc, mechanizm korbowy zawiera:

• Koło zamachowe
• Tłoki z pierścieniami i szpilkami
• Blok cylindrów ze skrzynią korbową
• Głowice cylindrów,
• miska olejowa silnika

Jeżeli wynikiem pracy jest obecność momentu obrotowego na wale korbowym, to jedną z części silnika jest wał korbowy.

1. Wał korbowy (wał korbowy)

Wał korbowy pokazano na poniższym rysunku:

Wał korbowy silnika z kołem zamachowym składa się z:
1 - wał korbowy silnika; 2 - koło zamachowe z wieńcem zębatym;
3 - szyjka korbowodu; 4 - szyja korzeniowa (podporowa); 5 - przeciwwaga

Koło zamachowe To masywna metalowa tarcza przymocowana do wału korbowego silnika. koło zamachowe zawsze stara się utrzymać stan, z którego zostało wyjęte. Nabranie rozpędu zajmuje dużo czasu, wygładzając w ten sposób skoki. Spowalnia też na długi czas. Krótko mówiąc, dzięki swojej bezwładności tworzy płynne przejścia z jednej prędkości na drugą. Ponadto jego bezwładność pełni rolę akumulatora energii. Jeśli zakręciłeś kołem zamachowym, poświęcając trochę pracy, jest ono w stanie wykonywać tę samą pracę, dopóki się nie zatrzyma. Z grubsza mówiąc, jest to rodzaj stabilizatora, który chroni silnik przed skokami i wstrząsami.

Teraz zwróćmy uwagę dziennik korbowodu... Ma taką nazwę, ponieważ jest do niego przymocowany korbowód.

2. Korbowód

Korbowód- ruchoma część mechanizmu korbowego silnika, łącząca tłok z wałem korbowym i przenosząca siłę z tłoka na wał korbowy silnika spalinowego (ICE), przekształcająca ruch postępowy tłoka na ruch obrotowy wału korbowego .

Wał korbowy i części grupa korbowód-tłok, pokazano na poniższym rysunku:

1 - wał korbowy; 2 - panewka łożyska korbowodu; 3 - śruba pokrywy korbowodu; 4 - sworzeń tłokowy; 5 - pierścień ustalający; 6 - tuleja głowicy korbowodu; 7 - korbowód; 8 - osłona korbowodu; 9 - nakrętka osłony korbowodu

Tak więc korbowód jest przymocowany do wału korbowego. Z kolei korbowód jest połączony z tłokiem.

3. Tłok (tłok)

Tłok - część mechanizmu korbowego silnika, która bezpośrednio odbiera ciśnienie z mieszaniny roboczej spalającej się w cylindrze

Tłok pokazano na poniższym rysunku:

Głowica cylindrów zawiera komory spalania, otwory dolotowe i wydechowe, gwintowane otwory na świece zapłonowe oraz kanały chłodziwa. Gniazda i prowadnice zaworów wykonane ze specjalnego żeliwa żaroodpornego schładzane są do podgrzanej głowicy, dzięki czemu po wyrównaniu temperatury zapewnione jest wysokie naprężenie w złączu.

Dowiedzieliśmy się więc, jak nazywa się część serca samochodu mechanizm korbowy... Teraz wiemy, że silnik składa się ze skrzyni korbowej, w której znajduje się wał korbowy z kołem zamachowym. Korbowody są przymocowane do wału korbowego, a tłoki są przymocowane do korbowodów. Z kolei tłoki poruszają się w tulejach cylindrowych. Cała ta konstrukcja jest pokryta głowicą cylindra. Ten ostatni jest początkiem opowieści o drugiej stronie silnika – mechanizmie dystrybucji gazu. Napiszę o nim w następnej wiadomości.

Polecam film do przypinania:

PS Czekam na Państwa życzenia, sugestie, opinie i komentarze.

W grupie cylinder-tłok (CPG) zachodzi jeden z głównych procesów, dzięki któremu funkcjonuje silnik spalinowy: uwolnienie energii w wyniku spalania mieszanki paliwowo-powietrznej, która jest następnie przekształcana w działanie mechaniczne- obrót wału korbowego. Głównym elementem roboczym CPG jest tłok. Dzięki niemu powstają warunki niezbędne do spalania mieszanki. Tłok jest pierwszym elementem biorącym udział w konwersji otrzymanej energii.

Tłok silnika jest cylindryczny. Znajduje się w tulei cylindrowej silnika, jest elementem ruchomym - podczas pracy porusza się ruchem posuwisto-zwrotnym, dzięki czemu tłok pełni dwie funkcje.

1. Na ruch translacyjny tłok zmniejsza objętość komory spalania poprzez ściskanie mieszanka paliwowa, który jest niezbędny do procesu spalania (w silniki Diesla zapłon mieszaniny następuje w wyniku jej silnego ściśnięcia).
2. Po zapłonie mieszanki paliwowo-powietrznej w komorze spalania ciśnienie gwałtownie wzrasta. Próbując zwiększyć głośność, popycha tłok do tyłu i angażuje się ruch powrotny przekazywane przez korbowód do wału korbowego.

PROJEKT

Urządzenie części zawiera trzy elementy:

1. Na dole.
2. Część uszczelniająca.
3. Spódnica.

Komponenty te są dostępne zarówno jako jednoczęściowe tłoki (najczęściej spotykana opcja), jak i jako części składowe.

NA DOLE

Dół - główny powierzchnia robocza, ponieważ ściany wkładki i głowica bloku tworzą komorę spalania, w której spalana jest mieszanka paliwowa.

Głównym parametrem dna jest kształt, który zależy od typu silnika spalinowego (ICE) i jego cech konstrukcyjnych.

V silniki dwusuwowe zastosowano tłoki z kulistym dnem - dolny występ, co zwiększa efektywność napełniania komory spalania mieszanką i usuwania spalin.

W czterosuwowym silniki benzynowe spód jest płaski lub wklęsły. Dodatkowo na powierzchni wykonane są wgłębienia techniczne - wgłębienia pod krążki zaworowe (eliminują możliwość kolizji tłoka z zaworem), wgłębienia poprawiające formowanie mieszanki.

W silnikach wysokoprężnych zagłębienia w dnie są najbardziej ogólne i mają inny kształt... Te wgłębienia nazywane są komorą spalania tłoka i mają na celu wywołanie turbulencji w przepływie powietrza i paliwa do cylindra w celu lepszego mieszania.

Część uszczelniająca przeznaczona jest do montażu specjalnych pierścieni (ściskających i zgarniających olej), których zadaniem jest wyeliminowanie szczeliny między tłokiem a ścianką tulei, zapobiegając przedostawaniu się gazów roboczych do przestrzeni tłoka i smarów do komory spalania ( te czynniki zmniejszają się Sprawność silnika). Zapewnia to przenoszenie ciepła z tłoka na wkładkę.

CZĘŚĆ USZCZELNIAJĄCA

Część uszczelniająca zawiera rowki na cylindrycznej powierzchni tłoka - rowki znajdujące się za dnem i mostki między rowkami. W silnikach dwusuwowych specjalne wkładki są dodatkowo umieszczone w rowkach, w które przylega pierścień. Wkładki te są niezbędne, aby wyeliminować możliwość obracania się pierścieni i wciskania ich zamków w otwory wlotowe i wylotowe, co może spowodować ich pęknięcie.


Zworka od dolnej krawędzi do pierwszego pierścienia nazywana jest głową. Pas ten przejmuje największy efekt temperaturowy, dlatego jego wysokość dobierana jest na podstawie warunków pracy wytworzonych wewnątrz komory spalania oraz materiału tłoka.

Liczba rowków wykonanych na części uszczelniającej odpowiada liczbie pierścienie tłokowe(i mogą być używane 2 - 6). Najpopularniejsza konstrukcja jest z trzema pierścieniami - dwoma pierścieniami dociskowymi i jednym zgarniaczem oleju.

W rowku na pierścień zgarniający olej wykonane są otwory do spuszczania oleju, który jest usuwany przez pierścień ze ścianki wkładki.

Część uszczelniająca wraz z dnem tworzy głowicę tłoka.

SPÓDNICA

Płaszcz pełni rolę prowadnicy tłoka, zapobiegając jego zmianie położenia względem cylindra i zapewniając jedynie ruch posuwisto-zwrotny części. Dzięki temu komponentowi realizowane jest ruchome połączenie tłoka z korbowodem.

Do połączenia w osłonie wykonane są otwory do montażu sworznia tłokowego. Aby zwiększyć siłę w miejscu styku palca, po wewnętrznej stronie spódnicy wykonane są specjalne masywne koraliki, zwane bossami.

Aby zamocować sworzeń tłokowy w tłoku, w otworach montażowych znajdują się rowki na pierścienie ustalające.

TYPY TŁOK

W silnikach spalinowych stosuje się dwa rodzaje tłoków, różniące się konstruktywna aranżacja- integralne i kompozytowe.

Części stałe są wytwarzane przez odlewanie, a następnie obróbka skrawaniem... W procesie odlewania z metalu powstaje półfabrykat, któremu nadaje się ogólny kształt części. Ponadto na obrabiarkach do metalu w powstałym przedmiocie obrabianym obrabia się powierzchnie robocze, wycina się rowki pod pierścienie, wykonuje się otwory technologiczne i rowki.

V Składowych elementów głowica i osłona są oddzielone i są łączone w jedną konstrukcję podczas instalacji na silniku. Co więcej, łączenie w jedną część odbywa się, gdy tłok jest połączony z korbowodem. W tym celu oprócz otworów na sworzeń tłokowy w spódnicy znajdują się specjalne ucha na główce.

Godność tłoki złożone- możliwość łączenia materiałów produkcyjnych, co zwiększa wydajność Detale.

MATERIAŁY DO PRODUKCJI

Stopy aluminium są używane jako materiał do produkcji tłoków pełnych. Części wykonane z takich stopów charakteryzują się niską wagą i dobrą przewodnością cieplną. Ale jednocześnie aluminium nie jest materiałem o wysokiej wytrzymałości i żaroodporności, co ogranicza użycie wykonanych z niego tłoków.

Tłoki odlewane są również wykonane z żeliwa. Materiał ten jest trwały i odporny na wysokie temperatury. Ich wadą jest znaczna masa i słaba przewodność cieplna, co prowadzi do silnego nagrzewania się tłoków podczas pracy silnika. Z tego powodu nie są stosowane w silnikach benzynowych, ponieważ wysokie temperatury powodują zapłon żarowy ( mieszanka paliwowo-powietrzna zapala się od kontaktu z gorącymi powierzchniami, a nie od świecy zapłonowej).

Konstrukcja złożonych tłoków umożliwia łączenie ze sobą określonych materiałów. W takich elementach osłona wykonana jest ze stopów aluminium, co zapewnia dobrą przewodność cieplną, a głowica wykonana jest ze stali żaroodpornej lub żeliwa.

Ale także żywioły typ kompozytowy istnieją wady, w tym:

• możliwość stosowania tylko w silnikach wysokoprężnych;
• większa waga w porównaniu do odlewanego aluminium;
• konieczność stosowania pierścieni tłokowych wykonanych z materiałów żaroodpornych;
• wyższa cena;

Ze względu na te cechy zakres stosowania tłoków złożonych jest ograniczony, stosuje się je tylko w wielkogabarytowych silnikach wysokoprężnych.

WIDEO: TŁOK. ZASADA DZIAŁANIA TŁOKA SILNIKA. URZĄDZENIE